几种水生植物去污能力比较研究

在人工模拟条件下,利用室内试验箱培育,研究了挺水植物芦苇、慈姑和浮叶植物睡莲、荇菜对人工配置污水的净化效果。结果表明,4种水生植物均能有效吸收污水中过剩的氮、磷营养物质,经过20d植物处理,对水体中氮素去除率表现为芦苇(77.25%)慈姑(76.16%)荇菜(75.13%)睡莲(71.69%),对磷素去除率表现为芦苇(78.97%)慈姑(75.76%)荇菜(75.23%)睡莲(73.09%);4种水生植物对污水中的氮磷去除效果均比较明显,在相同条件下脱氮除磷效果最好的是挺水植物芦苇。     

芦苇和美人蕉及薄荷用作人工湿地植物对中水的净化效果

分别以芦苇、美人蕉和薄荷为植被，构建潜流人工湿地植物床，研究这3种植物对中水中的氮、磷和COD的净化效果，结果表明：①芦苇组对氨氮的去除效果最好，去除率最高可达85.43%，芦苇组和美人蕉组对硝酸氮的平均去除率(各测定时间的平均值，下同)都大于薄荷组和对照组，对总氮的平均去除率表现为芦苇组(76.30%)、美人蕉组(76.19%)、薄荷组(61.60%)、对照组(46.99%)依次减小；②薄荷组对总磷和活性磷的平均去除率分别为51.11%、71.89%，是3个试验组中去除率最高的，其次是美人蕉组；③3种植物对COD的去除效果相近，都大于对照组，其中美人蕉组的去除率最高，最高可达77.76%。     

5种挺水植物净化富营养化水体氮磷效果的比较

选取芦苇、水葱、水花生、香蒲和慈姑5种挺水植物为研究对象,通过在同等条件下的室内静态模拟试验,分析比较了它们对重度富营养化水体氮磷指标的去除效果.研究表明:5种挺水植物对受试水体氮、磷营养物质均有不同程度的净化效果.对于铵态氮、总氮类营养物质的去除效果,水花生、香蒲和芦苇优于慈姑和水葱;对于硝氮类营养物质的去除效果,水花生和芦苇要优于慈姑、水葱和香蒲;对于总磷类营养物质的去除效果,水花生要优于其他4种植物;对于磷酸盐类营养物质的去除效果,芦苇和水葱优于慈姑、水花生和香蒲.     

洞庭湖湿地植物根系氧化力对氮、磷去除的影响

以洞庭湖湿地艾蒿、水芹、苔草、益母草、菖蒲、芦苇等6种典型群落优势湿地植物为材料,测定各形态氮和磷的质量浓度变化及根表面积、根系氧化力等指标,探讨湿地植物根系特征和根系氧化力对氮、磷去除的影响。结果表明:随着培养时间的延长,6种洞庭湖湿地植物培养液中氮和磷质量浓度均逐渐降低后趋于平缓的趋势。6种湿地植物对培养液中氮和磷的去除率比CK分别提高了47.48%～69.89%和44.43%～66.71%,且不同湿地植物对氮和磷的去除效果存在显著性差别(P0.05)。6种湿地植物体内氮、磷积累量也存在差异,培养期内植物体内氮的积累量为206.57～399.03 mg·株~(-1),磷的积累量为27.26～53.78 mg·株~(-1),其中,艾蒿、水芹、苔草湿地植物生长量和氮、磷积累量显著高于菖蒲和芦苇。6种湿地植物的根表面积、根系氧化力分别在36.91～58.57 cm~2和4.63～23.57μg·g~(-1)·h~(-1),艾蒿的根表面积和根系氧化能力最大,水芹和苔草次之,芦苇最低。相关关系分析表明,6种湿地植物生物量、根表面积、根系氧化力与氮质量浓度呈极显著正相关,而与磷质量浓度呈显著正相关。     

4种湿地植物对污水中氮磷的去除效能及其迁移规律

为探讨湿地植物对水体中氮、磷营养元素的去除效果,本试验选取了4种水生植物芦苇、香蒲、菖蒲和水葱作为试验材料,通过分别设置3个不同浓度梯度总氮、总磷的生活污水处理,分析不同植物对污水中总氮、总磷的吸收效果。结果表明:1）不同湿地模拟系统中,植物对总氮的吸收作用以植株地上部分为主。植物对污水中的总氮的累积量大小顺序依次为水葱、芦苇、香蒲、菖蒲。2）不同湿地模拟系统中,植物对总磷的吸收作用虽以根系为主,但受生物量的影响,各植株TP含量仍以地上部分居多。植物对总磷的累积量大小顺序依次为香蒲、菖蒲、芦苇、水葱。3）随着总氮、总磷的处理浓度的增高,污水中总氮、总磷的去除率随之增高,说明植物对氮、磷含量高的污水去除效果较好。4种湿地植物对生活污水中总氮的去除率范围为80.3%~93.6%,对总磷的去除率范围为75.7%~97.2%。     

不同水生植物组合对水体氮磷去除效果的模拟研究

选择4种景观效果良好的水生植物水罂粟、黄菖蒲、三白草和黑藻,构建9种不同的水生植物组合,在模拟富营养化水体环境条件下,研究了不同水生植物组合对富营养化水体的净化效果。结果表明:供试植物在富营养化水体中均能正常生长,且对富营养化水体中的氮磷均有一定的吸收,对氮的累积率最高可达53%,对磷的累积率最高可达42%;单种植物对氮、磷的去除贡献率分别为13.79%~65.00%、18.64%~59.63%,复合植物对氮、磷的去除贡献率分别为39.61%~72.59%、9.72%~59.89%;单种植物去氮能力依次为:黑藻三白草黄菖蒲水罂粟,复合植物中,结构复杂的组合较结构简单的组合具有更强的去除氮磷的能力。试验表明,这4种植物及其组合在城市景观水体净化中均有一定的实际推广价值。      

几种大型水生植物对富营养水体中氮和磷的去除效果

采用野外现场试验的方法,研究了芦苇、香蒲、菖蒲、睡莲、水葱、梭鱼草等6种大型水生植物对富营养水体中氮、磷的去除效果。结果表明,水葱和菖蒲对氮、磷的去除效果最好。特别是水葱移栽后易于成活,且适应能力强,值得工程广泛推广。试验还发现,睡莲的生长速度很快,但茎叶脱落后会影响水质。此外,香蒲对藻类的抑制作用明显劣于其他植物。     

表面流人工湿地中磷的季节性迁移转化规律

研究了上海市梦清园芦苇人工湿地中磷的季节性迁移转化规律,结果表明,该人工湿地中,基质吸附和沉降是湿地磷的主要去除方式,其对磷的去除量一直保持在总磷去除量的50%以上,春季可达92.08%,秋季最低也达57.81%。但由于基质的吸附作用偏弱,磷的沉降占主导地位。植物对磷的吸收量即去除量随季节变化比较明显,在夏、秋、冬三季,其可以占到总磷去除量的20%以上。此外,外界的磷源输入占总磷去除量的16%,因此,在开放性水处理系统中外界引起的磷污染问题也应引起重视。     

几种大型水生植物对富营养水体中氮和磷的去除效果

采用野外现场试验的方法,研究了芦苇、香蒲、菖蒲、睡莲、水葱、梭鱼草等6种大型水生植物对富营养水体中氮、磷的去除效果。结果表明,水葱和菖蒲对氮、磷的去除效果最好。特别是水葱移栽后易于成活,且适应能力强,值得工程广泛推广。试验还发现,睡莲的生长速度很快,但茎叶脱落后会影响水质。此外,香蒲对藻类的抑制作用明显劣于其他植物。     

梦清园人工湿地芦苇的氮磷和生物量动态及其适宜收割期的研究

通过自由水面人工湿地的中试,研究了上海梦清园人工湿地芦苇的不同器官氮、磷含量的季节动态与分配及其地上部分生物量季节动态,并探讨了芦苇的最佳收割期。结果表明,梦清园人工湿地芦苇的不同器官氮、磷含量都随季节波动,且在一个生育周期内,芦苇叶、茎、须根及其地上部分的氮、磷含量曲线呈典型的单峰式。叶和地上部分的氮磷含量峰谷在秋季10月底11月初,茎的峰谷在进入严冬前12月初。早春3月下旬芦苇返青后,芦苇生长曲线呈典型的单峰式,生物量极大值出现在10月底11月初,其中10月21日达6624g.m-2。芦苇地上部氮、磷积累量也在10月底11月初达到最高,10月21日氮、磷积累量分别为151.7g.m-2和32.5g.m-2,说明此时收割芦苇能最好地发挥湿地芦苇的去除氮、磷功能。     

膜序批式生物反应器（MSBR）脱氮除磷性能研究

[目的]研究膜序批式反应器系统（MSBR）对城市生活污水的脱氮除磷性能。[方法]采用厌氧-好氧-缺氧＋膜出水的运行方式（AOA—MSBR）。考察MSBR系统对生活污水的脱氮除磷性能去除效果,并分析氮磷的去除机理。[结果]在水力停留时间为11h,污泥浓度为4000—5000mg／L的条件下,通过AOA—MSBR运行方式可实现高效脱氮除磷功能,对COD,氨氮、总氮、总磷平均去除率分别达到95％、97％、89％和90％,且系统具有较强的抗冲击负荷能力。MSBR系统存在同步硝化反硝化和反硝化除磷现象,分别占总氮和总磷的总去除率的15．5％和16．5％。[结论]在厌氧-好氧-缺氧的环境下,MSBR系统具备很好的硝化和反硝化条件,有利于氮磷的去除,同时系统存在同步硝化反硝化和反硝化除瞵现象,增强了对氮磷的去除能力。     

不同减氮施肥模式对水稻土壤养分及可培养微生物数量的影响

为了研究不同减氮施肥对水稻土壤养分及可培养微生物数量的影响,设置4个处理,对不同处理土壤养分和可培养微生物数量进行分析,比较不同施肥处理对土壤养分及可培养微生物数量的影响。结果表明：与不施肥(CK)相比,施肥处理土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、有效磷、速效钾含量都有显著性提高。20%氮肥减施(T2)后有机质、pH、全钾、有效磷、速效钾含量都有所上升,30%氮肥+50%有机氮(T3)施肥土壤中全氮、全磷、碱解氮、有效磷、速效钾含量都显著性升高,各处理间土壤全钾含量无显著性差异。在水稻苗期,30%氮肥+50%有机氮(T3)施肥土壤中可培养细菌、真菌、放线菌,芽孢杆菌数量明显提升。在水稻分蘖期,100%氮肥施肥(T1)土壤可培养真菌数量显著性升高。在水稻成熟期,各处理间差异不明显,水稻生长期间可培养木霉菌数量差异都不显著。说明在稻菜轮作土壤中实施合理减氮施肥是减少养分累积、保持土壤养分稳定的重要措施。     

生态沟渠对农业面源污染物的截留效应研究

分析了农田生态沟渠和自然沟渠水体中氨态氮、硝态氮、总氮、溶解性总磷和总磷浓度沿程变化以及生态沟渠对氮、磷的截留效应。设置盘培多花黑麦草的生态沟渠与自然沟渠相比,对水稻田面源污染物中的氨态氮、硝态氮、总氮和总磷都有着较强的降解能力。靠近水稻田排水口处的300m生态沟渠内,各种污染物指标的降解幅度较大,而远离水稻田排水口处的300m生态沟渠内,各种污染物指标的沿程降解变化相对较平缓。     

茭白-水稻人工湿地对不同处理梯度生活污水的净化研究

为明确利用农田人工湿地对农村生活污水进行资源化利用的可行性,选用茭白-水稻轮作种植模式下的人工湿地系统,通过室内盆栽试验开展了生活污水原水、厌氧出水、接触氧化出水和尾水等4种处理梯度污水灌溉茭白和水稻的研究,分析两种植物对化学需氧量、氨氮和总磷的净化效果以及植物丙二醛含量的变化.结果 表明:茭白和水稻对生活污水原水的处理效果最好,对接触氧化出水的总磷去除效果较差;水稻对化学需氧量、氨氮和总磷的整体去赊效果优于茭白;随着污水处理程度的提高,植物对氨磷的消纳量逐渐增加;污水灌溉在不同程度上促进了茭白、水稻的生长发育.研究表明茭白-水稻轮作在高浓度污水处理中可发挥巨大优势,且有利于茭白、水稻生长发育.     

氮素和生物调控下稻草还田对土壤肥力和产量的影响

采用稻草整株全量还田方式,设置了高氮和低氮2个水平,配合有无生物腐解剂处理,以当地农民习惯施肥为对照,对稻草还田前后的理化性质做了系统的分析,进而确定最佳的还田方式。结果表明,稻草还田提高了土壤的碱解氮、速效磷、速效钾和有效硅含量,降低了土壤容重,其中稻草还田2年高氮加生物腐解剂处理的各项指标最佳,碱解氮、速效磷、速效钾和有效硅含量分别比未还田前提高了14.3%、9.7%、8.5%、23.9%,土壤容重较农民习惯施肥处理降低了9.34%,水稻产量提高了10.6%。     

浮水植物型人工湿地对水稻田排水中氮磷污染的控制效果

[目的]研究浮水植物型人工湿地对水稻田排水中氮磷污染的控制效果。[方法]介绍了浮水植物的特点及净化污染物的原理,并通过浮水植物型人工湿地对水稻田排水中氮磷污染物的控制,分析其净化效果。[结果]浮水植物型湿地对双季早晚稻总氮的平均去除率分别为52.17%、62.23%;对双季早晚稻总磷的去除率分别为45.69%、74.37%,总氮、总磷的去除效果均较好。同时,浮水型植物还具有生态价值和观赏价值。[结论]浮水植物型人工湿地不仅能有效控制农田排水的氮磷污染物,而且能维持农田生态系统健康。     

氮磷养分对荧蒽污染土壤修复的应用研究

为探究污染土壤中氮、磷养分添加对土壤中多环芳烃(PAHs)去除的影响,通过室内土壤培养试验,以荧蒽为PAHs代表,研究外加氮磷(0、150、300、450、600 mg·kg^-1)对土壤中PAHs污染消减的影响,并通过污染土壤中外加氮磷对相关土壤酶活性的影响,探讨氮磷养分对土壤中荧蒽去除的机理。结果表明:外加氮磷有利于污染土壤中荧蒽的去除,外加氮磷可将土壤中荧蒽的半衰期缩短最多达78.4%。在100 mg·kg^-1荧蒽污染下,外加300 mg·kg^-1氮对土壤中荧蒽的消除速率常数提高了388.9%;外加150 mg·kg^-1磷对土壤中荧蒽消除速率常数提高了477.8%。外加氮磷可显著影响土壤中相关酶活性,外加磷能够显著提高土壤中脲酶活性和酸性磷酸酶活性;外加氮显著提高了低荧蒽污染土壤中酸性磷酸酶活性;外加氮磷均可显著提高土壤多酚氧化酶活性,多酚氧化酶活性的提高与土壤中荧蒽的去除具有显著正相关性。研究建议,污染黄棕壤中外加氮、磷的范围为150~300 mg·kg^-1,外加的氮磷通过有效改变污染土壤的酶活性,从而促进土壤中PAHs的去除。     

持续性秸秆还田配施化肥对油菜-水稻轮作周年氮磷径流损失的影响

【目的】探究秸秆还田对巢湖地区油菜-水稻两熟制农田径流氮磷流失的影响,为源头控制巢湖流域面源污染提供科学依据。【方法】开展连续3年（2017—2019年）的田间小区实验,设置无秸秆+无施肥（CK）、常规施肥（F）、秸秆还田+常规施肥（SF）和秸秆还田+常规施肥减15%（SDF）4个处理。通过测定油菜-水稻轮作下农田地表径流中氮磷浓度和流失量,油菜水稻作物收获时土壤养分、作物氮磷养分吸收和产量,探讨秸秆还田对农田径流养分流失规律及土壤养分含量的影响。【结果】秸秆还田配施化肥降低了农田径流中氮的质量浓度,增加了磷的质量浓度。SF较F处理油菜和水稻季总氮（TN）平均质量浓度减少15.6%和26.0%,总磷（TP）增加12.5%和8.1%。SF、SDF处理降低了油菜-水稻轮作农田氮磷流失量。2017—2019年F处理的油菜和水稻径流TN、TP的流失量分别为11.9—26.7、1.3—2.8和15.6—27.0和0.8—2.0 kg·hm^-2,较F相比,SF处理的油菜和水稻季TN显著降低18.4%—29.7%和21.9%—28.1%,TP流失量则降低1.3%—4.0%和1.0%—6.6%。秸秆还田能够增加土壤有机质等养分含量,短期内均能够降低土壤pH值,与F相比,SF处理的油菜和水稻季有机质、全氮、全磷、速效磷、碱解氮平均含量增幅分别6.2%、8.4%、27.3%、19.5%、5.0%和7.0%、10.9%、17.7%、7.5%、5.1%。秸秆还田配施化肥能够提高作物地上部氮磷累积量。F处理的油菜和水稻地上部作物氮素、磷素累积量均值分别为105.0、20.4和134.3、36.7 kg·hm^-2,SF较F处理油菜和水稻季氮素累积量增加28.9%和7.8%,磷素增加12.1%和5.9%。秸秆还田提高了油菜-水稻轮作的周年产量,其中SF较F处理显著提高7.8%（2017年）和6.4%（2019年）。【结论】油菜-水稻轮作模式下秸秆还田配施化肥能够在保证作物产量的同时提高土壤养分含量,降低氮磷流失负荷。     

生态型氧化沟中植物的作用研究

研究了生态型氧化沟中美人蕉、茭白、通菜、水浮莲4种常见植物对生活污水中主要污染物的处理效果.结果表明,生态型氧化沟对低浓度生活污水中的COD、SS有比较好的去除效果,其去除率分别达到51.02％、58.92％,但对TP、NH4+-N、TN的去除效果较差.不同植物在氧化沟系统中的作用有较大差异,美人蕉对氮、磷的去除量最大(分别为152.3、22.6 g/m2),水浮莲次之,茭白和通菜较小.从植物去除的氮、磷量占总去除量的比例来看,美人蕉去除的氮、磷量分别占总去除量的0.24％和0.18％;茭白去除的氮、磷量分别占总去除量的0.11％和0.03％;通菜去除的氮、磷量分别占总去除量的0.09％和0.06％;水浮莲去除的氮、磷量分别占总去除量的0.12％和0.09％.另外,植物对系统中剩余污泥的清除也具有一定的作用.     

Uptake and removal of mineral nutrients by rice plants from seeds subjected to preplanting air thermal heating and manganese enrichment

Preplanting treatment of seeds by heating and enriching them with manganese increases rice grain yield by 4.0–7.8 cwt/ha. Plants from such seeds take up and accumulate more nitrogen, phosphorus, and potassium. In this case, their harvest removal increases but expenditures on the formation of 1 cwt grain don’t increase, which indicates the efficient use of nutrients.